Transistor BJT et Thyristor
Conception d’un Circuit à l’aide d’un Transistor BJT et d’un Thyristor
Vous travaillez sur la conception d’un circuit de commande pour un petit moteur DC dans un système d’automatisation domestique.
Le moteur doit être contrôlé par un transistor bipolaire de jonction (BJT) et un thyristor. Le BJT est utilisé pour activer ou désactiver le moteur, et le thyristor pour contrôler la vitesse du moteur.
Données Fournies
Transistor BJT
- Type: NPN
- Tension de base-émetteur en conduite (\(V_{BE(on)}\)): 0.7V
- Gain en courant DC (\(\beta\)): 100
- Tension de collecteur-émetteur en saturation (\(V_{CE(sat)}\)): 0.2V
Thyristor
- Tension de maintien: 0.7V
- Courant de gâchette: 5mA
Moteur DC
- Tension nominale: 12V
- Courant nominal: 100mA
Alimentation
- Tension d’alimentation: 12V
Questions
1. Calcul de la Résistance de Base pour le BJT:
Calculez la valeur de la résistance de base (\(R_B\)) nécessaire pour que le transistor BJT puisse saturer lorsqu’il est en mode actif.
2. Dimensionnement du Circuit de Gâchette pour le Thyristor:
Déterminez la résistance nécessaire dans le circuit de gâchette pour activer le thyristor avec la tension d’alimentation donnée.
3. Analyse de Fonctionnement:
Expliquez brièvement comment le BJT et le thyristor interagissent dans ce circuit pour contrôler le moteur.
Correction : Transistor BJT et d’un Thyristor
1. Calcul de la Résistance de Base pour le BJT
Calcul du Courant de Base \( I_B \)
- Le courant de collecteur \( I_C \) est le courant nominal du moteur = 100mA.
- Le gain en courant DC, \( \beta \), du BJT est 100.
Utilisons la formule \[ I_B = \frac{I_C}{\beta} \]
Donc, \[ I_B = \frac{100mA}{100} = 1mA \]
Calcul de la Tension aux Bornes de \( R_B \)
- La tension d’alimentation est de 12V.
- La tension de base-émetteur en conduite, \( V_{BE(on)} \), est de 0.7V.
La tension aux bornes de \( R_B \) est donc \[ 12V – 0.7V = 11.3V \]
Calcul de \( R_B \)
Appliquons la loi d’Ohm, \[ R = \frac{V}{I} \]
Donc, \[ R_B = \frac{11.3V}{1mA} \] \[ R_B = 11.3k\Omega \]
2. Dimensionnement du Circuit de Gâchette pour le Thyristor
Calcul de la Tension aux Bornes de \( R_G \)
- La tension de maintien du thyristor est de 0.7V.
La tension aux bornes de \( R_G \) est \[ 12V – 0.7V = 11.3V \]
Calcul de \( R_G \)
- Le courant de gâchette nécessaire pour activer le thyristor est de 5mA.
Appliquons la loi d’Ohm, \[ R = \frac{V}{I} \]
Donc, \[ R_G = \frac{11.3V}{5mA} = 2.26k\Omega \]
3. Analyse de Fonctionnement
BJT en tant qu’Interrupteur :
- Le BJT, configuré ici en mode saturation, fonctionne comme un interrupteur pour le moteur.
- Lorsque le courant de base \( I_B \) est suffisant (1mA dans ce cas), le BJT est saturé, permettant ainsi au courant maximal de passer du collecteur à l’émetteur, ce qui alimente le moteur.
Thyristor pour le Contrôle de Vitesse :
- Le thyristor est utilisé pour contrôler la vitesse du moteur.
- Avec la résistance de gâchette de 2.26k\(\Omega\), le courant de gâchette adéquat (5mA) active le thyristor.
- Le thyristor, une fois activé, permet de contrôler la quantité de courant passant dans le moteur, ajustant ainsi sa vitesse.
Transistor BJT et d’un Thyristor
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